玄武岩纤维平纹织物约束建筑固体废弃物颗粒力学性能及吸能特性

为探索建筑固体废弃物再利用的新方式,提出玄武岩纤维平纹织物约束建筑废弃物散体颗粒组合结构,并采用准静态单轴压缩试验对其力学性能、吸能特性等方面进行研究。研究分别讨论了建筑固体废弃物颗粒种类、建筑固体废弃物颗粒的粒径级别、玄武岩平纹织物约束层数对其响应过程、破坏形式、荷载传递、能量吸收的影响,结果表明:单层玄武岩纤维平纹织物约束下建筑废弃砖渣颗粒的峰值荷载(16.54~27.89 kN)和混凝土颗粒的峰值荷载(17.99~32.33 kN)均随着粒径的增大而降低;与建筑废弃混凝土颗粒相比,虽然建筑废弃砖渣颗粒各粒径级别下峰值荷载较低,但其各粒径级别均具有更稳定的平台段(平台应力范围为0.87~1.26 MPa)与明显的压实应变(约为0.3),是理想的吸能结构;此外,增加玄武岩纤维织物层数可显著提高建筑废弃砖渣颗粒的峰值荷载与比吸能,但由于无平台阶段和明显压实应变,并非理想吸能结构。

纤维排列对玄武岩纤维复合材料拉伸性能的影响

选用玄武岩纤维平纹织物(P)、玄武岩纤维单轴向织物(U)并采用不同铺层结构(PPPP、UUUU、PUPU)形成增强体,E-2511-1A环氧树脂和2511-1BT固化剂(质量比为100∶30)作为基体,基于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺实现玄武岩纤维复合材料成型,通过拉伸试验和纤维体积分数测试,探讨纤维排列对玄武岩纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,三种不同铺层结构的玄武岩纤维复合材料中,UUUU铺层结构的当量拉伸断裂强度最大(555.4 MPa),略高于PUPU铺层结构(510.1 MPa),比PPPP铺层结构(338.5 MPa)提高了64.08%;PUPU铺层结构的当量拉伸模量最大(8.234 GPa),比当量拉伸模量最小的PPPP铺层结构(5.734 GPa)提高了43.60%;UUUU铺层结构的当量拉伸断裂伸长率最大(12.308%),约是PPPP铺层结构(6.705%)和PUPU铺层结构(6.388%)的两倍。